Một ấm đun nước có công suất không đổi 2 100 W và có nhiệt kế hiển thị nhiệt độ tức thời của nước trong ấm. Một bạn học sinh dùng ấm này để đun nước với lượng nước có sẵn trong ấm, nhiệt độ hiển thị ban đầu là \({{\text{t}}_{0}}=20\). Sau khoảng thời gian đun \(_{1}=1\) phút thì nhiệt độ của nước tăng lên tới \({{\text{t}}_{1}}=40\) và bạn học sinh bắt đầu thêm nước ở nhiệt độ \({{\text{t}}_{\text{x}}}\) °C (\({{\text{t}}_{\text{x}}}<{{\text{t}}_{1}}\)) vào trong ấm (nước được đun liên tục và đảm bảo an toàn về điện). Tại thời điểm \(_{2}=5\) phút thì nhiệt độ của nước đạt \({{\text{t}}_{2}}=60\). Sau khoảng thời gian 5 phút kể từ thời điểm \(_{2}\) thì nước bắt đầu sôi.

Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn nhiệt độ của nước trong ấm theo thời gian trong quá trình đun. Bỏ qua sự truyền nhiệt ra môi trường. Quá trình trao đổi nhiệt diễn ra nhanh chóng. Biết nhiệt dung riêng và nhiệt hóa hơi riêng của nước lần lượt là 4 200 J/(kg.K) và 2,3.10⁶ J/kg.

Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Một bình cách nhiệt chứa 400 g nước ở nhiệt độ \(\mathrm{t}_{1}\). Người ta thả vào bình đó một thìa đồng khối lượng 50 g ở nhiệt độ \(150^{\circ} \mathrm{C}\). Biết nhiệt dung riêng của nước là \(4180 \mathrm{~J} / \mathrm{kg} . \mathrm{K}\), của đồng là \(380 \mathrm{~J} / \mathrm{kg}\).K. Cho biết nhiệt độ khi có sự cân bằng của hệ là \(30^{\circ} \mathrm{C}\).

Một miếng sắt có khối lượng \({{m}_{1}}=0,44~\text{kg}\) ở nhiệt độ \({{t}_{1}}={{44}^{\text{o}}}\text{C}\), một miếng đồng có khối lượng \({{m}_{2}}=0,38~\text{kg}\) ở nhiệt độ \({{t}_{2}}={{38}^{\text{o}}}\text{C}\) và một miếng chì có khối lượng \({{m}_{3}}=0,13~\text{kg}\) ở nhiệt độ \({{t}_{3}}={{13}^{\text{o}}}\text{C}\) được bỏ đồng thời vào một bình cách nhiệt chứa một lượng nước có khối lượng \({{m}_{4}}=0,42~\text{kg}\) ở nhiệt độ \({{t}_{4}}={{42}^{\text{o}}}\text{C}\). Cho nhiệt dung riêng của sắt, đồng, chì, nước lần lượt là \({{c}_{1}}=440~\text{J}/\left( \text{kg}.\text{K} \right)\), \({{c}_{2}}=380~\text{J}/\left( \text{kg}.\text{K} \right)\), \({{c}_{3}}=130~\text{J}/\left( \text{kg}.\text{K} \right)\), \({{c}_{4}}=4200~\text{J}/\left( \text{kg}.\text{K} \right)\). Cho rằng chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa miếng sắt, miếng đồng, miếng chì và nước. Nhiệt độ \(t\) của nước khi bắt đầu có cân bằng nhiệt bằng bao nhiêu độ \(\text{C}\) (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?

Máy đun nước nóng tự động có công suất định mức 2 000 W. Nước được làm nóng khi đi qua buồng đốt của bình. Nước chảy qua buồng đốt với lưu lượng 30 lít/giờ. Cho nhiệt dung riêng, khối lượng riêng, khối lượng mol của nước lần lượt là \(4180 \mathrm{~J} /(\mathrm{kg} . \mathrm{K}), 997\) \(\mathrm{kg} / \mathrm{m}^{3}, 18 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}\).

Số phân tử nước chảy qua buồng đốt trong mỗi giây là \(\mathrm{x} \cdot 10^{23}\). Tìm x (làm tròn đến hàng phần trăm).

Một ấm điện khi hoạt động bình thường có điện trở 100 W và cường độ dòng điện qua ấm khi đó là 2,5 A. Người ta dùng ấm điện này để đun 1,5 lít nước có nhiệt độ ban đầu là 25 °C thì thời gian đun sôi nước là 15 phút. Biết nhiệt dung riêng, khối lượng riêng, nhiệt hóa hơi riêng của nước và nhiệt nóng chảy riêng của nước đá lần lượt là 4200 J/(kg.K), 997 kg/m³, 2,26.10⁶ J/kg và 334.10³ J/kg. Công suất của ấm điện luôn không đổi. Bỏ qua sự bay hơi của nước trong quá trình đun.

Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Một bình cách nhiệt chứa 500 g nước ở nhiệt độ \(\mathrm{t}_{0}=25^{\circ} \mathrm{C}\). Người ta lần lượt thả vào bình này những quả cầu sắt giống nhau đã được đốt nóng đến \(200^{\circ} \mathrm{C}\). Sau khi thả quả cầu thứ nhất thì nhiệt độ của nước trong bình khi xảy ra cân bằng nhiệt là \(\mathrm{t}_{1}=29^{\circ} \mathrm{C}\). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường, bỏ qua sự bay hơi của nước. Giả thiết nước không bị tràn ra ngoài và lượng nước bị rút vào quả cầu sắt không đáng kể. Cho nhiệt dung riêng của sắt và nước lần lượt là \(460 \mathrm{~J} /(\mathrm{kg} . \mathrm{K})\) và \(4200 \mathrm{~J} /(\mathrm{kg} . \mathrm{K})\); nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là \(3,34 \cdot 10^{5} \mathrm{~J} / \mathrm{kg}\).

Giá điện trung bình của trường học là 1 748 đồng/(kW.h) đã tính cả hao phí. Bếp của nhà trường sử dụng là bếp điện với hiệu suất 70% và mỗi ngày cần đun 40 phích nước (bình thuỷ) (mỗi phích có thể tích 1,8 lít) để sử dụng trong trường. Nhà trường dự định mua ấm điện với hiệu suất 90% để đun nước thì mỗi tháng nhà trường sẽ tiết kiệm được bao nhiêu tiền điện (tính theo đơn vị nghìn đồng và làm tròn đến hàng phần chục)? Biết rằng trung bình mỗi tháng nhà trường hoạt động 26 ngày và coi như nhiệt độ nước máy luôn bằng 20 °C. Khối lượng riêng của nước là 997 kg/m³; nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/(kg.K).

Một ấm đun nước bằng nhôm có khối lượng \(m_{1}=300 \mathrm{~g}\), chứa \(m_{2}=2 \mathrm{~kg}\) nước được đun trên bếp. Khi nhận được nhiệt lượng 700 kJ thì ấm đạt đến nhiệt độ \(90^{\circ} \mathrm{C}\). Bỏ qua sự thất thoát nhiệt độ ra môi trường. Hỏi nhiệt độ ban đầu của ấm là bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là \(c_{1}=880 \mathrm{~J} \cdot \mathrm{~kg}^{-1} \cdot \mathrm{~K}^{-1}\) và \(c_{2}=4180 \mathrm{~J} \cdot \mathrm{~kg}^{-1} \cdot \mathrm{~K}^{-1}\).

Trong một máy cấp nước nóng dùng điện, bộ phận làm nóng hoạt động như một điện trở có công suất định mức là 2,2 kW ở điện áp 220 V.

Điện trở của bộ phận làm nóng là bao nhiêu ôm (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?

Để đúc các vật bằng thép, người ta thường phải nấu chảy thép trong lò sử dụng nhiên liệu đốt là than đá với hiệu suất 60%. Trong một lần đúc, người ta đưa thép có khối lượng m (kg) ở nhiệt độ 27 ^oC vào trong lò. Để nấu chảy hoàn toàn lượng thép trên, người ta đã đốt cháy hết 200 kg than đá. Biết năng suất tỏa nhiệt của than đá là 29.10⁶ J/kg; nhiệt độ nóng chảy, nhiệt nóng chảy riêng và nhiệt dung riêng ở thể rắn của thép lần lượt là 1 400 °C, 83,7.10³ J/kg và 460 J/(kg.K).

Hình bên dưới là sơ đồ nguyên lí hoạt động của một máy làm nóng nước. Nước lạnh có nhiệt độ \(t_{1}=20,2^{\circ} \mathrm{C}\) được đưa vào máy từ ống dẫn nước lạnh với lưu lượng \(\mu=2,50\) lít \(/ \mathrm{phút}\). Khối lượng riêng của nước là \(\rho=1000 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3}\). Nhiệt dung riêng của nước là \(c=4180 \mathrm{~J} /(\mathrm{kg} \cdot \mathrm{K})\). Hiệu suất làm nóng nước là \(H=95 \%\).Nhiệt độ của nước tăng một lượng bao nhiêu kelvin \((\mathrm{K})\) khi đi qua máy làm nóng nước?

Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Một bát nhôm có khối lượng \(m_{\mathrm{Al}}=150 \mathrm{~g}\) chứa một lượng nước có khối lượng \(m_{\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}}=\) 220 g , ở cùng nhiệt độ \(t_{0}=20^{\circ} \mathrm{C}\). Người tả thả một miếng đồng rất nóng có khối lượng \(m_{\mathrm{Cu}}=\) 300 g vào nước, khiến nước sôi và có \(m_{\mathrm{h}}=5 \mathrm{~g}\) nước chuyển thành hơi. Nhiệt độ của nước ngay sau khi cân bằng nhiệt là \(100^{\circ} \mathrm{C}\). Biết rằng chỉ có sự truyền nhiệt giữa nước, đồng và cốc là đáng kể. Cho nhiệt dung riêng của nhôm, nước, đồng lần lượt là \(c_{\mathrm{Al}}=880 \mathrm{~J} \cdot \mathrm{~kg}^{-1} \cdot \mathrm{~K}^{-1}, c_{\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}}=4200 \mathrm{~J} \cdot \mathrm{~kg}^{-1}\). \(\mathrm{K}^{-1}, c_{\mathrm{Cu}}=380 \mathrm{~J} \cdot \mathrm{~kg}^{-1} \cdot \mathrm{~K}^{-1}\). Nhiệt hóa hơi riêng của nước là \(L=2,3.10^{6} \mathrm{~J} / \mathrm{kg}\).